碳化硅二極管的主要應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)勢(shì)

   長(zhǎng)期以來，在制造半導(dǎo)體器件的材料中，硅(Si)材料一直居于統(tǒng)治地位。隨著電子科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的性能也需要不斷提高，硅基器件的性能開始逐漸接近極限。同時(shí)，電子器件越來越多的工作在如航天、航空、軍事、高溫、高壓等場(chǎng)合，在這些應(yīng)用場(chǎng)合中器件需要忍受異常嚴(yán)酷的環(huán)境條件，這也使得硅基器件的表現(xiàn)越來越捉襟見肘。這些都促使人們將目光轉(zhuǎn)向了性能更佳的寬禁帶半導(dǎo)體材料，碳化硅(SIC)就是人們較為熟悉的一種第三代半導(dǎo)體材料，碳化硅是間接帶隙半導(dǎo)體，具有很強(qiáng)的化學(xué)惰性和堅(jiān)硬度，具有近兩百種不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其中常見的有3C、4H、6H和15R型。
 
  碳化硅材料半導(dǎo)體，雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，目前碳化硅成本下降很多，但是據(jù)市場(chǎng)價(jià)格表現(xiàn)同類型的硅材料與碳化硅材料的半導(dǎo)體器件價(jià)格相差十倍有余。碳化硅單晶體可以制作晶體管（二極管和三極管）。因?yàn)樘蓟璧慕麕挾却?，故做成的器件能耐高壓和高溫，是一種很好的大功率器件的材料。缺點(diǎn)是其單晶的制造比較困難，器件工藝也不成熟，而且在器件中的歐姆接觸難以做好（因?yàn)槭菍捊麕О雽?dǎo)體,重?fù)诫s難以起作用）
 
  在半導(dǎo)體器件的應(yīng)用方面，隨著碳化硅生產(chǎn)成本的降低，碳化硅由于其優(yōu)良的性能而可能取代硅作芯片，打破硅芯片由于材料本身性能的瓶頸，將給電子業(yè)帶來革命性的變革。
 
  1.太陽能逆變器
  太陽能發(fā)電用二極管的基本材料，碳化硅二極管的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于普通雙極二極管(silicon bipolar)技術(shù)。碳化硅二極管導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度非常快，而且沒有普通雙極二極管技術(shù)開關(guān)時(shí)的反向恢復(fù)電流。在消除反向恢復(fù)電流效應(yīng)后，碳化硅二極管的能耗降低70%，能夠在寬溫度范圍內(nèi)保持高能效，并提高設(shè)計(jì)人員優(yōu)化系統(tǒng)工作頻率的靈活性。
 
   2.新能源汽車充電器
  碳化硅二極管通過汽車級(jí)產(chǎn)品測(cè)試，極性接反擊穿電壓提高到650V，能夠滿足設(shè)計(jì)人員和汽車廠商希望降低電壓補(bǔ)償系數(shù)的要求，以確保車載充電半導(dǎo)體元器件的標(biāo)稱電壓與瞬間峰壓，之間有充足的安全裕度。二極管的雙管產(chǎn)品，可最大限度提升空間利用率，降低車載充電器的重量。
 
  3.開關(guān)電源優(yōu)勢(shì)
  碳化硅的使用可以極快的切換，高頻率操作，零恢復(fù)和溫度無關(guān)的行為，再加我們的低電感RP包，這些二極管可以用在任向數(shù)量的快速開關(guān)二極管電路或高頻轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。
 
  4.工業(yè)優(yōu)勢(shì)
  碳化硅二極管：重型電機(jī)、工業(yè)設(shè)備主要是用在高頻電源的轉(zhuǎn)換器上，可以帶來高效率、大功率、高頻率的優(yōu)勢(shì)。

 
可以預(yù)計(jì)該二極管應(yīng)用前景看好：
    1. 提高供電可靠性
    通過應(yīng)用于BTB(交直變換裝置)等電力公司間交換電力的系統(tǒng)連接裝置，以及SVG(無功功率發(fā)生裝置)等系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置。使超高壓輸電線由于事故等引起的頻率變動(dòng)影響抑制在最小范圍內(nèi)，可維持高質(zhì)量供電。

    2. 與分散型電源的聯(lián)系
    可應(yīng)用于大型蓄電池(燃料電池、小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電)等的聯(lián)系用逆變器裝置。

    3. 其它方面的應(yīng)用
    該二極管可望有效應(yīng)用于磁懸浮列車及電動(dòng)汽車用逆變器，X射線源等各種高耐壓電源及CRT顯示器的驅(qū)動(dòng)裝置、電視及移動(dòng)通信用電波發(fā)射裝置。



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